生物化学习题集

**章蛋白质 　　**部分章节要点 　　一、氨基酸 　　1.氨基酸的分类 　　（1）根据R基团的极性分为4类（表1-1）。 　　（2）从营养学角度分为3类（表1-2）。 　　2.氨基酸的主要理化性质 　　（1）氨基酸的旋光性：除甘氨酸外，其余氨基酸均至少含有一个手性碳原子，因此都具有旋光性。 　　（2）氨基酸的紫外吸收性质：Tyr、Trp、Phe的R基团含有苯环，在近紫外区（220～300nm）具有明显的光吸收能力，可用于蛋白质的定性、定量分析。 　　（3）氨基酸的两性性质：氨基酸是两性电解质，它在溶液中的带电状况随溶液pH变化而变化。在一定pH条件下，氨基酸分子中所带正电荷数和负电荷数相同，即净电荷为零。此时溶液的pH即该氨基酸的等电点（pI）。 　　3.氨基酸的化学反应 　　（1）茚三酮反应：这是氨基酸中a-氨基和a-羧基共同参与的反应，氨基酸与水合茚三酮在弱酸溶液中加热，生成蓝紫色物质，在570nm有*大光吸收。但脯氨酸与茚三酮反应生成黄色物质，在440nm有*大光吸收。茚三酮反应常用于氨基酸的定性或定量分析。 　　（2）桑格反应：在弱碱性条件下，氨基酸的a-氨基与2，4-二硝基氟苯反应，生成黄色的2，4-二硝基苯基氨基酸，可以用来鉴定多肽或蛋白质N端氨基酸。 　　（3）艾德曼反应：在弱碱性条件下，氨基酸的a-氨基与异硫氰酸苯酯反应，生成苯氨基硫甲酰氨基酸。在酸性条件下，苯氨基硫甲酰氨基酸环化生成苯乙内酰硫脲氨基酸。艾德曼反应可以用来鉴定多肽或蛋白质N端氨基酸。 　　（4）丹磺酰氯反应：氨基酸的a-氨基与丹磺酰氯反应，生成丹磺酰衍生物，该产物具有很强的荧光，可以用来鉴定多肽或蛋白质N端氨基酸。 　　二、肽 　　（1）肽键和肽平面：肽键是氨基酸脱水缩合形成的共价酰胺键。参与肽键形成的4个原子及2个相邻a碳原子几乎处于同一平面，此平面结构称为肽平面或肽单位。 　　（2）天然存在的活性肽：生物体中广泛存在着许多长短不同的游离肽，有些肽具有特殊的生理调节功能，被称为活性肽，如谷胱甘肽、a-鹅膏蕈碱、催产素和加压素等。 　　三、蛋白质的结构 　　（1）蛋白质一级结构：是指多肽链中氨基酸的排列顺序及二硫键的位置。 　　（2）蛋白质二级结构：是指多肽链主链本身的折叠或盘绕方式，其稳定性主要由主链上的氢键决定。二级结构主要包括a螺旋、p折叠、p转角和无规卷曲。 　　（3）蛋白质三级结构：多肽链在二级结构的基础上，进一步盘绕、折叠形成的完整的空间结构即蛋白质三级结构。三级结构包括肽链上所有原子的空间排布。超二级结构和结构域是三级结构的结构部件。稳定蛋白质三级结构的作用力包括氢键、离子键、疏水键、范德瓦耳斯力和二硫键。 　　（4）蛋白质四级结构：指具有独立三级结构的多肽链彼此缔合而形成的聚合体结构，稳定四级结构的作用力主要是次级键。在具有四级结构的蛋白质中，每一个具有独立三级结构的多肽链称为该蛋白质的亚单位或亚基。 　　四、蛋白质结构与功能的关系 　　（1）蛋白质^'级结构与功能的关系：蛋白质的^'级结构决定其高级结构，并*终决定了蛋白质的功能。不同物种的同源蛋白质一级结构相似，空间结构及功能也相近。而不同物种的同源蛋白质一级结构的差异程度取决于物种之间在进化上的亲缘关系。由于基因突变导致蛋白质一级结构发生变异，可使该蛋白质生物学功能部分或全部丧失，甚至导致疾病（分子病）发生。 　　（2）蛋白质空间结构与功能的关系：蛋白质的生物学功能直接由其特定的空间结构所决定，一旦空间结构被破坏，功能也就丧失。蛋白质在执行功能时一般需要构象的变化，这种构象的变化可能是剧烈的（别构蛋白），也可能是细微的。蛋白质一级结构不变而仅蛋白质空间结构的异常变化可导致蛋白质构象病。 　　五、蛋白质的理化性质 　　（1）蛋白质的紫外吸收性质：蛋白质中的Tyr、Trp、Phe残基在近紫外区有光吸收，致使蛋白质在280nm有*大的光吸收。 　　（2）蛋白质的两性性质及等电点：蛋白质溶液的pH影响其两性解离，当溶液的pH为该蛋白质的pI时，蛋白质分子净电荷为零。蛋白质分子在电场中的移动方向和速度取决于所带净电荷的性质和数量及分子颗粒的大小和形状。 　　（3）蛋白质的胶体性质：由于蛋白质分子很大（蛋白质颗粒直径为1～100nm）它在水中能够形成胶体溶液，不能通过半透膜，因此可以用透析法将蛋白质溶液中的非蛋白质小分子杂质除去。 　　（4）蛋白质的沉淀：在蛋白质溶液中加人适当试剂，破坏蛋白质的水化膜或中和蛋白质分子表面的电荷，致使蛋白质胶体溶液变得不稳定而发生沉淀。蛋白质沉淀的方法包括：盐析、有机溶剂沉淀、等电点沉淀、加热变性沉淀、重金属盐沉淀、生物碱试剂和某些酸类沉淀。 　　（5）蛋白质的变性及复性：天然蛋白质因受物理、化学因素的影响，分子中的次级键被破坏，天然构象解体而导致变性。蛋白质变性后生物活性丧失，更容易被水解，溶解度降低，黏度增大，结晶行为发生变化。除去变性因素，在适当条件下，某些变性的蛋白质可恢复其天然构象与生物活性，此即蛋白质的复性。 　　（6）蛋白质含量的测定：蛋白质含量的测定方法及原理如表1-3所示。 　　六、蛋白质的分离纯化 　　蛋白质分离纯化的方法很多，主要是根据蛋白质分子性质的差异，如分子大小、溶解度和电荷等建立起来的（表1-4）。 　　第二部分习题 　　一、填空题 　　1.组成蛋白质分子的氨基酸有________种，它们的结构通式是_____，其中碱性氨基酸有_____________、_____、_____，酸性氨基酸有______和______，含硫的氨基酸有________和____，亚氨基酸为_______，相对分子质量*小的氨基酸是________。 　　2.天冬氨酸的pk1（a-COOH）=2.09，pk2（a-NH2）=9.82，pK3（R基团）=3.86，其pI值是_______。 　　3.组氨酸的等电点是7.59，溶于pH7的缓冲液，并置于电场中，组氨酸应向电场的______方向移动。 　　4.脯氨酸与茚三酮反应产生_色物质，而其他a-氨基酸与茚三酮反应产生______色物质。 　　5.氨基酸顺序自动分析仪是根据______反应原理设计的，多肽链的氨基末端与_________（试剂）生成___________，然后在无水的酸中经环化裂解成________。 　　6.桑格（Sanger）反应指的是用________试剂来测定氨基酸及肽中的产生_____色的化合物，称为_ 　　7.蛋白质的平均含氮量为__%，今测得1g样品中含氮量为10mg，其蛋白质含量应为_____%。 　　8.稳定蛋白质胶体系统的因素是__________和_____。 　　9.通常可用紫外分光光度法测定蛋白质的含量，这是因为蛋白质分子中的_____、_____和______三种氨基酸残基有吸收紫外光的能力。 　　10.一条肽链由405个氨基酸残基组成，如果它全为a螺旋结构，其分子的长度为_____nm；如果它全为反向平行折叠结构，其分子的长度为______nm。